CN107760896A - 用于首饰的紫色k金及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种用于首饰的紫色K金的制备方法，其加工工艺为：利用真空感应熔炼技术获得金铝合金，成分配比为纯金：74.0％～78.5％，高纯铝21.5％～26.0％；然后机械研磨成粉体，粉体直径为0.2～100微米；最后将金铝合金粉体与少量锡粉体混合均匀，使用的锡粉体材料重量比例为0.3％～2.0％，颗粒尺寸为0.1～50微米；并用真空热压烧结成型，烧结温度为185℃～210℃，压力为0.5MPa～10.0MPa。本发明提供的紫色K金材料强度和韧性良好，呈现出鲜艳的紫色，可以用于制作彩色金首饰。

Description

用于首饰的紫色K金及其制备方法

技术领域

本发明涉及用于彩色金产品的首饰材料，具体为一种用于首饰的紫色K金及其制备方法。

背景技术

彩金是指玫瑰色、白色、粉红色等展现与黄金不同颜色的K金。通常彩金是由18K黄金与其他合金组成的。彩金首饰绚丽多彩的颜色给予了首饰设计师以更多的灵感和素材，为K金饰品的发展开拓了更为广阔的空间。在目前的首饰市场上，各种颜色艳丽、款式典雅、时尚的彩金首饰赢得了众多年轻消费者的青睐。

传统的工艺而言，彩金首饰是利用分色电镀工艺或者黄金与其它金属合金化的方式冶炼、加工而成的彩色K金饰品。彩金首饰的颜色可以由饰品材料本色呈现，也可以由覆层金属颜色呈现。通过合金化的方式熔炼加工获得的彩金优势在于内外颜色一致，适应各种加工条件，但是色彩选择并不多，市场上的产品来看，主要呈现出玫瑰色、白色和粉红色。而通过电镀工艺的方法实现覆层金属呈现的颜色更加的丰富，但是由于镀层仅仅覆盖在表面，因此在佩戴过程中如果有磨损，就会导致色彩脱落，影响效果。

紫色的彩金是通过金和铝按照一定的配比合金化获得的一种具有潜在利用价值的彩金首饰材料，但是由于其原子结构形式为AuAl₂金属间化合物，因此力学性能非常的差，特别是通过传统的首饰材料加工方式，即熔炼铸造方式获得的首饰样品脆性非常大，当该样品在1.5米高度掉落地面时，样品很大的几率会受到冲击破坏。因此，该材料难以向实际的首饰应用市场推广。如果在保证紫色彩金材料色彩品质的前提下，改善材料的力学性能，特别是冲击性能，显得非常的重要。

发明内容

本发明旨在解决现有技术存在的问题或者缺陷，提供一种基于复合增韧机理的用于首饰的紫色K金，通过粉末冶金技术，以金铝金属间化合物作为紫色彩金基体材料，用锡作为粘结剂，使用真空热压工艺，加工获得强度和韧性俱佳、色彩鲜艳的紫色彩金材料。

为达成上述目的，本发明所使用的技术方案如下：

一种用于首饰的紫色K金的制备方法，包括：

步骤1、将下述质量比的纯金与高纯铝通过真空感应熔炼获得紫色金铝合金：纯金：74.0％～78.5％，高纯铝21.5％～26.0％；

步骤2、将紫色金铝合金研磨成粉体，粉体直径为0.2～100微米；

步骤3、在金铝合金粉体中加入一定量的锡粉作为粘结剂混合均匀后，真空热压烧结成型得到紫色K金，所使用的锡粉的质量比为0.3％～2.0％，粉体颗粒度为0.1～50微米，其中烧结温度为185℃～210℃，压力为0.5MPa～10.0MPa。

通过本发明的制备工艺所制得的紫色K金材料强度和韧性良好，呈现出鲜艳的紫色，可以用于加工制作彩色金首饰。

应当理解，前述构思以及在下面更加详细地描述的额外构思的所有组合只要在这样的构思不相互矛盾的情况下都可以被视为本公开的发明主题的一部分。另外，所要求保护的主题的所有组合都被视为本公开的发明主题的一部分。

结合附图从下面的描述中可以更加全面地理解本发明教导的前述和其他方面、实施例和特征。本发明的其他附加方面例如示例性实施方式的特征和/或有益效果将在下面的描述中显见，或通过根据本发明教导的具体实施方式的实践中得知。

附图说明

附图不意在按比例绘制。在附图中，在各个图中示出的每个相同或近似相同的组成部分可以用相同的标号表示。为了清晰起见，在每个图中，并非每个组成部分均被标记。现在，将通过例子并参考附图来描述各个实施例，其中：

图1是材料的色彩数据三维坐标示意图。

图2是彩色K金的2维数据分布示意图。

具体实施方式

为了更了解本发明的技术内容，特举具体实施例并配合所附图式说明如下。

在本公开中参照附图来描述本发明的各方面，附图中示出了许多说明的实施例。本公开的实施例不必定意在包括本发明的所有方面。应当理解，上面介绍的多种构思和实施例，以及下面更加详细地描述的那些构思和实施方式可以以很多方式中任意一种来实施，这是因为本发明所公开的构思和实施例并不限于任何实施方式。另外，本发明公开的一些方面可以单独使用，或者与本发明公开的其他方面的任何适当组合来使用。

根据本发明的目的，提出一种基于复合增韧机理和粉末冶金技术的紫色K金及其制备方法，其中以新型的金铝合金复合材料为基础来制备，其中以锡粉为粘结剂，使用真空热压工艺，加工获得强度和韧性俱佳、色彩鲜艳的紫色彩金材料，可用于制作彩色金首饰。

根据本发明的公开，一种用于首饰的紫色K金的制备方法，包括：

步骤1、将下述质量比的纯金与高纯铝通过真空感应熔炼获得紫色金铝合金：纯金：74.0％～78.5％，高纯铝21.5％～26.0％；

步骤2、将紫色金铝合金研磨成粉体，粉体直径为0.2～100微米；

步骤3、在金铝合金粉体中加入一定量的锡粉作为粘结剂混合均匀后，真空热压烧结成型得到紫色K金，所使用的锡粉的质量比为0.3％～2.0％，粉体颗粒度为0.1～50微米，其中烧结温度为185℃～210℃，压力为0.5MPa～10.0MPa。

本发明前述和下述实施例中，优选地，纯金中金含量在99.9％，高纯铝中铝含量在99.9％。

在一些可选的例子中，真空感应熔炼制备紫色金铝合金时，真空度高于5*10^-3Pa，熔炼温度为950℃～1100℃，使用石英坩埚熔炼。

在步骤2中，通过机械研磨方式将金铝金属间化合物即紫色金铝合金碾成粉体，研磨过程使用气氛保护，防止氧化造成的材料中铝元素的损失，获得粉体直径为0.2～100微米。

在所述步骤3中，将混合均匀后的粉体加入预制模具后，抽真空至5*10^-3Pa以上，开始加温加压，烧结温度为185℃～210℃，压力为0.5MPa～10.0MPa，真空热压烧结时间为30分钟到90分钟，然后自然降温冷却至室温，脱模获得紫色K金。

下面将结合具体的实施例，更加具体地描述本发明的示例性实现。

实施例1

首先，利用真空感应熔炼技术获得金铝合金。选用的成分配比为纯金(99.9％)：75.0％，高纯铝(99.9％)25.0％；将原材料按比例配好后放入感应炉坩埚，关炉门抽真空，当真空度达到3.5*10^-3Pa后，开始通电熔炼，熔炼温度为1050℃，材料完全熔化均匀混合后，停止加热自然冷却至室温，然后出炉获得金铝合金铸锭。然后，通过机械研磨方式将金铝合金锭碾成粉体，研磨罐体和球体均为玛瑙制成，材料敲碎后放入罐体并加入研磨球，然后抽掉空气，再放入氮气，重复三次后开始研磨，一小时后，获得金铝粉体，测量其直径大约为20微米左右；

然后将获得的金铝合金粉体与少量锡粉体混合，加入的锡粉体材料平均颗粒度为5微米，比例为0.6％。混料20分钟后，开始真空热压烧结工艺。将混合粉末加入预制模具，抽真空至3.5*10^-3Pa，然后开始加温加压程序，设置的烧结温度为200℃，恒定压力为5.0MPa，真空热压烧结工艺时间为60分钟。工艺结束后，自然降温冷却至室温，卸载荷，脱模获得紫色彩金材料样品。对材料进行性能分析，获得结果见表1和表2。

实施例2

同样，利用真空感应熔炼技术获得金铝合金。选用的成分配比为纯金(99.9％)：77.1％，高纯铝(99.9％)22.9％；将原材料按比例配好后放入感应炉坩埚，关炉门抽真空，当真空度达到3.0*10^-3Pa后，开始通电熔炼，熔炼温度为980℃，材料完全熔化均匀混合后，停止加热自然冷却至室温，然后出炉获得金铝合金铸锭。然后，通过机械研磨方式将金铝合金锭碾成粉体，研磨罐体和球体均为玛瑙制成，材料敲碎后放入罐体并加入研磨球，然后抽掉空气，再放入氮气，重复三次后开始研磨，一个半小时后，获得金铝粉体，测量其直径大约为13微米左右；

将获得的金铝合金粉体与少量锡粉体混合，加入的锡粉体材料平均颗粒度为5微米，比例为1.8％。混料20分钟后，开始真空热压烧结工艺。将混合粉末加入预制模具，抽真空至4.5*10^-3Pa，然后开始加温加压程序，设置的烧结温度为190℃，恒定压力为3.0MPa，真空热压烧结工艺时间为80分钟。工艺结束后，自然降温冷却至室温，卸载荷，脱模获得紫色彩金材料样品。对材料进行性能分析，获得结果见表1和表2。

实施例3

首先，利用真空感应熔炼技术获得金铝合金。选用的成分配比为纯金(99.9％)：74.3％，高纯铝(99.9％)25.7％；将原材料按比例配好后放入感应炉坩埚，关炉门抽真空，当真空度达到2.9*10^-3Pa后，开始通电熔炼，熔炼温度为1000℃，材料完全熔化均匀混合后，停止加热自然冷却至室温，然后出炉获得金铝合金铸锭。然后，通过机械研磨方式将金铝合金锭碾成粉体，研磨罐体和球体均为玛瑙制成，材料敲碎后放入罐体并加入研磨球，然后抽掉空气，再放入氮气，重复三次后开始研磨，45分钟后，获得金铝粉体，测量其平均直径大约为35微米左右；

然后将获得的金铝合金粉体与少量锡粉体混合，加入的锡粉体材料平均颗粒度为10微米，比例为1.2％。混料20分钟后，开始真空热压烧结工艺。将混合粉末加入预制模具，抽真空至4.0*10^-3Pa，然后开始加温加压程序，设置的烧结温度为185℃，恒定压力为1.0MPa，真空热压烧结工艺时间为80分钟。工艺结束后，自然降温冷却至室温，卸载荷，脱模获得紫色彩金材料样品。对材料进行性能分析，获得结果见表1和表2。

实施例4

首先，利用真空感应熔炼技术获得金铝合金。选用的成分配比为纯金(99.9％)：76.5％，高纯铝(99.9％)23.5％；将原材料按比例配好后放入感应炉坩埚，关炉门抽真空，当真空度达到3.3*10^-3Pa后，开始通电熔炼，熔炼温度为1080℃，材料完全熔化均匀混合后，停止加热自然冷却至室温，然后出炉获得金铝合金铸锭。然后，通过机械研磨方式将金铝合金锭碾成粉体，研磨罐体和球体均为玛瑙制成，材料敲碎后放入罐体并加入研磨球，然后抽掉空气，再放入氮气，重复三次后开始研磨，三小时后，获得金铝粉体，测量其直径大约为2.9微米左右；

然后将获得的金铝合金粉体与少量锡粉体混合，加入的锡粉体材料平均颗粒度为1微米，比例为1.5％。混料20分钟后，开始真空热压烧结工艺。将混合粉末加入预制模具，抽真空至3.8*10^-3Pa，然后开始加温加压程序，设置的烧结温度为205℃，恒定压力为8.0MPa，真空热压烧结工艺时间为35分钟。工艺结束后，自然降温冷却至室温，卸载荷，脱模获得紫色彩金材料样品。对材料进行性能分析，获得结果见表1和表2。

实施例获得的样品均进行了韧性冲击测试和色彩度测试。

1、韧性评估采用首饰行业传统的垂直落体冲击测试方式进行，冲击后样品未破损则标为√，破损的则标为×，本发明样品测试的自由落体高度分别为1.5米、2米和4米，垂直落体冲击测试次数为5次，结果见表1。

表1 实施例的垂直落体冲击测试结果

结果显示，所有本发明前述实施例所制备得到的样品在1.5米和2米高度的垂直落体冲击测试中均未破损，4米高度的垂直落体冲击测试中部分样品仍能保持完整，说明工艺过程中的锡粉含量和热压烧结温度的选择十分关键。本发明获得的紫色彩金样品与传统制备手段获得的样品相比，其抗冲击性能显著提高。

2、各个实施例的色彩数据

彩色金属的色彩度可以通过图1所示的三维坐标图以数值的形式来表示。其中，紫色彩金的色彩范围我们在图2中进行了标注。

同时，本发明中，我们对实施例的色彩进行了测试和标注，获得的数据见表2。结果表明，通过4个实施例获得的样品均符合紫色的标准范围，其亮度在43到47之间，显示出出色的亮度，非常适合首饰应用。

表2 实施例的色彩数据

实施例	a*	b*	L
				1	14.7	-5.5	45
2	15.3	-4.9	47
				3	16.5	-5.1	47
4	15.8	-5.3	43

虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明。本发明所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰。因此，本发明的保护范围当视权利要求书所界定者为准。

Claims (5)

1.一种用于首饰的紫色K金的制备方法，其特征在于，包括：

步骤1、将下述质量比的纯金与高纯铝通过真空感应熔炼获得紫色金铝合金：纯金：74.0％～78.5％，高纯铝21.5％～26.0％；

步骤2、将紫色金铝合金研磨成粉体，粉体直径为0.2～100微米；

步骤3、在金铝合金粉体中加入一定量的锡粉作为粘结剂混合均匀后，真空热压烧结成型得到紫色K金，所使用的锡粉的质量比为0.3％～2.0％，粉体颗粒度为0.1～50微米，其中烧结温度为185℃～210℃，压力为0.5MPa～10.0MPa。

2.根据权利要求1所述的用于首饰的紫色K金的制备方法，其特征在于，真空感应熔炼制备紫色金铝合金时，真空度高于5*10^-3Pa，熔炼温度为950℃～1100℃，使用石英坩埚熔炼。

3.根据权利要求1或2所述的用于首饰的紫色K金的制备方法，其特征在于，将紫色金铝合金研磨成粉体的研磨过程中使用气氛保护。

4.根据权利要求1所述的用于首饰的紫色K金的制备方法，其特征在于，所述步骤3中，将混合均匀后的粉体加入预制模具后，抽真空至5*10^-3Pa以上，开始加温加压，烧结温度为185℃～210℃，压力为0.5MPa～10.0MPa，真空热压烧结时间为30分钟到90分钟，然后自然降温冷却至室温，脱模获得紫色K金。

5.一种根据权利要求1-4中任意一项所述的方法所制备的紫色K金。